非接触目标相对姿态测量方法研究

针对空间中非接触目标相对位置、姿态角测量问题,采用双目摄像机、电控角位移台和电控旋转台建立物体相对姿态测量系统。提出了一种利用双目视觉结合物体刚体运动学原理,利用Harris算子提取物体特征角点进行相对姿态角解算。将卫星模型作为实验对象,运动过程中进行了非接触目标相对姿态测量方法的验证试验,实验结果表明姿态角测量误差小于±0.56°,证明了算法的有效性。     

飞行目标落地姿态视觉测量方法研究

飞行目标落地姿态是评定飞行目标系统性能的重要技术指标.为了测量飞行目标落地姿态,采用放置在落弹点区域附近的凝视等待式双目视觉摄像机,高速摄影交汇测量飞行目标的落地姿态.根据目标在摄像机像面成像特点,将目标进行分类,并采用了不同的姿态测量方案.模拟实验与理论分析表明:该姿态测量方法正确、可靠,大目标和过渡目标姿态角测量误差小于1°,为飞行目标的姿态测量提供了一条新的便捷可靠的途径.     

回转体目标空间三维姿态测量方法研究

由于回转体目标表面灰度值变化较小和双目视觉视差的原因,在双目视觉测量中难以采用灰度和特征匹配.提出了一种双目视觉测量空间回转体目标姿态的新方法,避免了传统姿态测量中左右像面目标特征点的特征匹配或灰度匹配.采用基于空间矩的回转体像面目标直线边缘亚像素提取技术,获得回转体目标在每个像面上的两条母线的亚像素直线方程.求出两条母线与其光心所成平面的两个角平分平面,这两个平面相交就可以得到回转体目标的轴线的方向矢量.模拟实验结果表明,该方法姿态角测量误差小于0.5°,结果稳定,能够满足回转体目标空间三维姿态的高精度测量的要求.     

基于投影匹配的目标姿态测量方法研究

提出一种在图像投影匹配基础上进行的目标姿态测量新方法,避免了传统姿态测量中左右像面目标的特征匹配或灰度匹配.二维投影相关法是基于二维投影的灰度相关匹配算法,主要利用匹配图像相邻像素的灰度值的大小关系应该相同的原理进行图像匹配.在此基础上采用双目视觉测量空间轴对称目标姿态,应用面面交会法获取轴对称目标在像面的轴线,进行三维姿态测量.模拟实验结果表明:该方法姿态角测量误差小于0.2°;且计算速度快,结果稳定,能够满足处理的要求.     

基于ORB-SLAM的低照度空间非合作目标的姿态估计

相机视觉观测在空间技术中有着广阔的工程应用前景,然而太空的弱光照条件会影响相机所采集图像的质量.本文将低照度增强LIME算法与ORB-SLAM算法相结合,提出了一种弱光照条件下空间非合作目标的姿态估计方案.该方案首先运用LIME算法对图像进行增强处理,以能够从中提取出目标上足够的特征点,然后利用ORB-SLAM算法对目标的姿态进行有效估计.仿真结果表明,本文所提方案可以有效地实现弱光照情况下空间非合作目标的姿态估计.     

基于惯性椭圆拟合的小目标姿态测量方法

视觉测量方法在飞行器姿态测量中被广泛应用,然而远距离飞行目标成像纹理缺失会使传统光测手段应用受限.对测量中采用的追踪手段、图像分割技术以及测量方法进行研究,提出一种改进的小目标姿态测量方法.利用高速相机拍摄目标,通过跟踪算法对运动目标进行框选,使用非面积极大区域抑制法分割目标,计算目标图像的惯性椭圆从而实现目标姿态测量...     

基于双目立体视觉的风洞模型姿态测量研究

风洞试验中,模型姿态是实验数据修正的重要环节,测量的准确与否对实验结果有着重要影响.从风洞试验实际出发,提出一种基于双目立体视觉的风洞模型姿态测量技术,并介绍了该技术在风洞中的应用.试验表明文中使用的方法与美国兰利研究中心31-inch Mach 10风洞中使用的视觉姿态测量系统精度相当,具有广泛的使用前景.     

双目立体视觉在模型姿态监测中的应用研究

风洞试验模型姿态的实时、精确非接触测量对于提高风洞试验的精度和可信度有重要意义。但实现却十分困难,尤其是模型姿态侧滑角的实时精确测量。提出采用双目立体视觉实时、精确测量模型姿态,简要说明了硬件组成和基本原理,深入探讨了技术要点和主要算法。最后给出了测量结论。     

双目立体视觉在模型姿态监测中的应用研究

风洞试验模型姿态的实时、精确非接触测量对于提高风洞试验的精度和可信度有重要意义。但实现却十分困难．尤其是模型姿态侧滑角的实时精确测量。提出采用双目立体视觉实时、精确测量模型姿态，简要说明了硬件组成和基本原理，深入探讨了技术要点和主要算法。最后给出了测量结论。     

基于双目视觉的飞行目标落地速度测量方法研究

为了测量飞行目标落地速度,采用放置在落弹点区域附近的凝视等待式双目视觉摄像机,高速摄影交汇测量飞行目标的落地速度。根据不同时刻质心的空间三维坐标,用最小二乘法对目标航迹进行拟合,建立了目标三维空间轨迹的多项式函数,对多项式函数求导得到目标的飞行速度。实验与理论分析表明：采用的速度测量方法测量误差小于2％,测量方法正确、可靠,为飞行目标的速度测量提供了一条新的便捷可靠的途径。     

3D object pose form clustering with multiple views

A candidate pose algorithm is described which computes object pose from an assumed correspondence between a pair of 2D image points and a pair of 3D model points. By computing many pose candidates actual object pose can usually be determined by detecting a cluster in the space of all candidates. Cluster space can receive candidate pose parameters from independent computations in different camera views. It is shown that use of of geometric constraint can be sufficient for reliable pose detection, but use of other knowledge, such as edge presence and type, can be easily added for increased efficiency.     

单幅图像刚体目标姿态估计方法综述

刚体目标姿态作为计算机视觉技术的重点研究方向之一,旨在确定场景中3维目标的位置平移和方位旋转等多个自由度,越来越多地应用在工业机械臂操控、空间在轨服务、自动驾驶和现实增强等领域。本文对基于单幅图像的刚体目标姿态过程、方法分类及其现存问题进行了整体综述。通过利用单幅刚体目标图像实现多自由度姿态估计的各类方法进行总结、分类及比较,重点论述了姿态估计的一般过程、估计方法的演进和划分、常用数据集及评估准则、研究现状与展望。目前,多自由度刚体目标姿态估计方法主要针对单一特定应用场景具有较好的效果,还没有通用于复合场景的方法,且现有方法在面对多种光照条件、杂乱遮挡场景、旋转对称和类间相似性目标时,估计精度和效率下降显著。结合现存问题及当前深度学习技术的助推影响,从场景级多目标推理、自监督学习方法、前端检测网络、轻量高效的网络设计、多信息融合姿态估计框架和图像数据表征空间等6个方面对该领域的发展趋势进行预测和展望。     

空间圆几何参数视觉测量方法研究

对空间圆几何参数的非接触在线测量方法进行了研究。通过在区域划分中引入模糊化思想,基于模糊隶属度构建一种神经网络的拓扑结构,采用立体标靶进行摄像机标定。面向局部检测区域小的空间尺寸测量问题,利用图像的梯度相关作为匹配特性,开发一种高效的基于梯度图像的立体匹配算法。在实验研究中,对某车身翼子板安装孔进行了检测,结果显示当空间圆所在平面与图像平面约50°角时,测量空间圆的相对误差优于±0.6%。研究结果表明,提出的方法测量精度高,并适用于在线测量。     

单站光测图像确定空间目标三维姿态方法综述

光学设备作为重要的测量手段,其图像记录了空间目标的轨迹及姿态信息。三维姿态是反映空间目标运动状态的重要参数,对目标的优化设计、故障分析有重要意义。回顾了摄影测量学和计算机视觉中的单站光测图像三维姿态的各种求解方法,并对各种方法进行了分析、比较。     

低质量渲染图像的目标物体6D姿态估计

从图像中获取目标物体的6D位姿信息在机器人操作和虚拟现实等领域有着广泛的应用,然而,基于深度学习的位姿估计方法在训练模型时通常需要大量的训练数据集来提高模型的泛化能力,一般的数据采集方法存在收集成本高同时缺乏3D空间位置信息等问题.鉴于此,提出一种低质量渲染图像的目标物体6D姿态估计网络框架.该网络中,特征提取部分以单张RGB图像作为输入,用残差网络提取输入图像特征;位姿估计部分的目标物体分类流用于预测目标物体的类别,姿态回归流在3D空间中回归目标物体的旋转角度和平移矢量.另外,采用域随机化方法以低收集成本方式构建大规模低质量渲染、带有物体3D空间位置信息的图像数据集Pose6DDR.在所建立的Pose6DDR数据集和LineMod公共数据集上的测试结果表明了所提出位姿估计方法的优越性以及大规模数据集域随机化生成数据方法的有效性.     

基于单幅图像的人脸三维姿态估计

针对单张人像的三维姿态计算,结合面貌测量和射影几何的理论提出了一种方法：首先在人面部的平面区域内,选取眼角点,口角点,鼻翼点建立人脸模型;然后根据人脸平面上两个相互垂直的特征线投影到照片上的灭点位置,求出人脸平面的旋转方向。该方法特征点易于标定,且无需任何的辅助设备和先验知识,具有一定的实用性。     

基于双目视觉的运动目标跟踪与测量

在研究融合运动目标位置预测的Mean Shift跟踪算法和双目立体视觉中的空间点定位算法的基础上,基于双目视觉设计了双目立体视觉运动目标跟踪和测量系统,并在所进行的跟踪与测量实验中,提取了运动目标质心的三维坐标序列,实现了对目标深度和速度的测量。     

Face pose estimation with automatic 3D model creation in challenging scenarios

This paper proposes a new method to perform real-time face pose estimation for ± 90° yaw rotations and under low light conditions. The algorithm works on the basis of a completely automatic and run-time incremental 3D face modelling. The model is initially made up upon a set of 3D points derived from stereo grey-scale images. As new areas of the subject face appear to the cameras, new 3D points are automatically added to complete the model. In this way, we can estimate the pose for a wide range of rotation angles, where typically 3D frontal points are occluded.